Question

【题目】粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：

①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；

②另取20 g A全部溶于0.15L 6.0mol·L－1的盐酸中，得溶液C；

③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L（标准状况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；

④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：

（1）①中引发铝热反应的实验操作是____________，产物中的单质B是________。

（2）②中所发生的各反应的化学方程式是________________。

（3）③中所发生的各反应的离子方程式是________________。

（4）若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c（Mg2＋）为______，c（Fe2＋）为_____。（保留小数点后两位）

Answer 1

【答案】 加少量KClO3，插上镁条并将其点燃 Fe Fe2O3＋6HCl====2FeCl3＋3H2O MgO＋2HCl====MgCl2＋H2O Fe＋2H＋====Fe2＋＋H2↑ Fe＋2Fe3＋====3Fe2＋ 0.67 mol·L－1 2.33 mol·L－1

【解析】MgO不能与铝发生置换反应,所以①发生的反应是Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3

②中发生的反应是Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,MgO+2HCl=MgCl2+H2O

③中发生的反应是Fe+2FeCl3=3FeCl2,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

④中加入KSCN溶液不变色,说明Fe3+完全被还原为Fe2+,溶液D为MgCl2、FeCl2的混合液。

根据题意假设20 g A中MgO和Fe2O3的物质的量均为x,

则:40 g·mol-1x+160 g·mol-1x="20" g,解得x="0.1" mol。

溶液中Mg2+的物质的量等于MgO的物质的量,c(Mg2+)="0.67" mol·L-1,反应后原加入的盐酸中的Cl-全部转移到FeCl2和MgCl2中,Cl-守恒,所以溶液D中:n(Cl-)=n(Mg2+)×2+n(Fe2+)×2="6.0" mol·L-1×0.15 L="0.9" mol,n(Fe2+)="0.35" mol,所以c(Fe2+)="2.3" mol·L-1。